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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kühltechnik, insbesondere ein Kühlgerät für den Kühlschrank.
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STAND DER TECHNIK
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Der herkömmliche Kühlprozess verwendet einen Kompressor zur Kompression, um die
Kondensation des Kühlarbeitsmediums zu realisieren, oder verwendet die Flüssigkeit, um das Kühlarbeitsmedium zu absorbieren, und die beiden Verfahren weisen einen hohen Energieverbrauch auf.
DE69000766T2 offenbart eine Kältevorrichtung unter Verwendung eines Kältemittelgemisches, bei dem eine Permeationsvorrichtung zwischen dem Kompressor und dem Kondensator ausgebildet ist, um das komprimierte Gemisch durch die Permeationsvorrichtung selektiv zu trennen.
US20140298854A1 offenbart ein Kältesysteme, bei dem zwei Verdampfer und ein zeotropes Kältemittelgemisch verwendet werden, um eine effizientere Kühlung zu ermöglichen.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, zumindest eines der technischen Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen. Dazu stellt die vorliegende Erfindung ein Kühlgerät für den Kühlschrank zur Verfügung, um eine Kühlung mit geringerem Energieverbrauch zu realisieren.
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Ein Kühlgerät für den Kühlschrank in einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung, umfassend: ein Kühlmittel in der Rohrleitung des Kühlgeräts, wobei das Kühlmittel zumindest eines von R290, R32, R404A und R410A umfasst;
ein in der Rohrleitung des Kühlgeräts angeordnetes Dekompressionsgas, das zumindest eines von Wasserstoff und Helium umfasst;
einen Verdampfer, der einen Einlass und einen Auslass umfasst;
einen Kondensator, der mit einem Kondensationshohlraum, einer Gaseinlassöffnung, einer Gasauslassöffnung und einer Flüssigkeitsauslassöffnung versehen ist, wobei in dem Kondensationshohlraum eine Molekularsiebmembran angeordnet ist, die zwischen der Gaseinlassöffnung und der Gasauslassöffnung angeordnet ist, und wobei die Molekularsiebmembran dazu verwendet wird, das gemischte Gas aus dem Kühlmittel und dem Dekompressionsgas abzuscheiden;
ein erstes Verbindungsrohr, wobei ein Ende von ihm mit dem Auslass und das andere Ende mit der Gaseinlassöffnung verbunden ist;
ein zweites Verbindungsrohr, wobei ein Ende von ihm mit der Flüssigkeitsauslassöffnung und das andere Ende mit dem Einlass verbunden ist,
ein drittes Verbindungsrohr, wobei ein Ende von ihm mit der Gasauslassöffnung und das andere Ende mit dem Einlass verbunden ist,
eine Luftblasvorrichtung, die mit dem ersten Verbindungsrohr verbunden ist, um das gemischte Gas in den Kondensationshohlraum einzuführen;
wobei der Systemdruck des Kühlgeräts so eingestellt ist, dass er höher als der Sättigungsdruck bei einer Temperatur des Kühlmittels von 40 °C ist;
einen Kastenkörper, der mit einer Kühlkammer und einer Gefrierkammer versehen ist, wobei sich der Verdampfer an einer der Kühlkammer und der Gefrierkammer entsprechenden Position des Kastenkörpers befindet, und wobei sich der Kondensator am Unterteil des Kastenkörpers befindet, und wobei sich die Luftblasvorrichtung unterhalb der Kühlkammer und der Gefrierkammer befindet.
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Das Kühlgerät für den Kühlschrank in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist zumindest die folgenden Vorteile auf: das flüssige Kühlmittel und das Dekompressionsgas werden durch den Verdampfer gemischt, so dass der Oberflächendruck des flüssigen Kühlmittels sich verringert, auf die Weise erzeugt das flüssige Kühlmittel den Dampf und befindet sich in einem neuen dynamischen Gleichgewichtsprozess, um die Verdampfung des Kühlmittels zu realisieren. Dann wird die Molekularsiebmembran verwendet, um das Kühlmittel und das Dekompressionsgas abzuscheiden, wenn das Kühlmittel eine bestimmte Konzentration erreicht, kondensiert es zu einem flüssigen Kühlmittel, das dann zur Kühlung in den Verdampfer eintritt. Das Kühlgerät für den Kühlschrank ändert den traditionellen Kühlkreislaufmodus, und der für den Kondensationsprozess erforderliche Energieverbrauch ist geringer, wodurch die Produktionskosten des Kühlgeräts reduziert werden, auf die Weise werden größere wirtschaftliche Vorteile erzielt, durch die angemessene Anordnung der Positionen des Verdampfers, des Kondensators und der Luftblasvorrichtung an dem Kastenkörper und die Auswahl angemessener Sorten des Kühlmittels und Dekompressionsgases kann die von dem Kühlschrank benötigte Kühlanforderung erfüllt werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ragt der Anschluss des dritten Verbindungsrohrs ins zweite Verbindungsrohr hinein und steht von der Innenwand des zweiten Verbindungsrohrs hervor.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Verbindungsrohr einen Flüssigkeitsspeicherabschnitt, der mehrere U-förmige Rohre umfasst.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst das Kühlgerät weiterhin ein Wärmeableitungsgerät, das zur Wärmeableitung des Kondensators verwendet wird.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst das Wärmeableitungsgerät eine Kühlleitung, die an der Außenseite des Kondensators gewickelt ist.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der Systemdruck des Kühlgeräts so eingestellt, dass er das Doppelte des Sättigungsdrucks bei einer Temperatur des Kühlmittels von 40 °C ist.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der Systemdruck des Kühlgeräts auf 28 Bar eingestellt, wenn das Kühlmittel R290 ist.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der Systemdruck des Kühlgeräts auf 50 Bar eingestellt, wenn das Kühlmittel R32 ist.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der Systemdruck des Kühlgeräts auf 36 Bar eingestellt, wenn das Kühlmittel R404A ist.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der Systemdruck
des Kühlgeräts auf 40 Bar eingestellt, wenn das Kühlmittel R410A ist.
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Die zusätzlichen Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung angegeben, und einige werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich oder werden durch die Praxis der vorliegenden Erfindung verstanden.
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Figurenliste
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Im Zusammenhang mit Figuren und Ausführungsbeispielen wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.
- 1 zeigt ein schematisches Diagramm der Kühlung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung der Verbindung zwischen dem dritten Verbindungsrohr und dem zweiten Verbindungsrohr gemäß 1.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlgeräts für den Kühlschrank in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Verdampfer
- 102
- Kondensator
- 103
- Erstes Verbindungsrohr
- 104
- Zweites Verbindungsrohr
- 105
- Drittes Verbindungsrohr
- 106
- Luftblasvorrichtung
- 107
- Molekularsiebmembran
- 108
- Flüssigkeitsspeicherabschnitt
- 109
- Wärmeableitungsgerät
- 301
- Gefrierkammer
- 302
- Kühlkammer
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Alle Beispiele der Ausführungsform werden in Figuren dargestellt, dabei stehen die von Anfang bis Ende gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Elemente oder Elemente mit gleicher oder ähnlicher Funktion. Die im Zusammenhang mit den Figuren erläuterten Ausführungsformen sind beispielhaft, dienen zur Erklärung der vorliegenden Erfindung und können nicht als Beschränkung für die vorliegende Erfindung verstanden werden.
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Es sollte darauf hingewiesen werden, dass in der Erläuterung der vorliegenden Erfindung die Richtungs- oder Positionsbeziehungen mit den Fachwörtern wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „links“, „rechts“ usw. auf den in Figuren dargestellten Richtungs- oder Positionsbeziehungen basieren. Sie dienen nur zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung und zur Erleichterung der Erläuterung. Sie zeigen nicht und deutet nicht an, dass die dargestellten Vorrichtungen oder Elemente bestimmte Richtungen haben oder in bestimmten Richtungen gebaut und bedient werden sollen. Aufgrund dessen können nicht als Beschränkung für die vorliegende Erfindung verstanden werden.
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In der Erläuterung der vorliegenden Erfindung bedeutet „einige“ eins oder mehrere, wobei „mehrere“ mehr als zwei bedeutet, und wobei „größer als“, „kleiner als“, „überschreiten“ usw. so verstanden werden, dass die Nummer nicht enthalten ist, und wobei „über“, „unter“, „innerhalb“ usw. so verstanden werden, dass die Nummer enthalten ist. Darüber hinaus werden „das erste“, „das zweite“ nur zum Unterscheiden der technischen Merkmale verwendet und können nicht derart verstanden werden, dass sie die relative Bedeutung anweisen oder implizieren oder auf die Anzahl der angegebenen technischen Merkmale implizit hinweisen oder auf die Vorrang der angegebenen technischen Merkmale implizit hinweisen.
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In der Erläuterung der vorliegenden Erfindung sollten Begriffe wie Einstellung, Installation und Verbindung, sofern nicht anders klar definiert, im weitesten Sinne verstanden werden, und die Fachleute auf diesem technischen Gebiet können die spezifische Bedeutung der vorstehenden Begriffe in der vorliegenden Erfindung in Kombination mit dem spezifischen Inhalt der technischen Lösung vernünftigerweise bestimmen.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Kühlgerät für den Kühlschrank in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Verdampfer 101, einen Kondensator 102, ein erstes Verbindungsrohr 103, ein zweites Verbindungsrohr 104, ein drittes Verbindungsrohr 105 und eine Luftblasvorrichtung 106, wobei der Verdampfer 101 einen Einlass und einen Auslass umfasst; und wobei der Kondensator 102 mit einem Kondensationshohlraum, einer Gaseinlassöffnung, einer Gasauslassöffnung und einer Flüssigkeitsauslassöffnung versehen ist, und wobei in dem Kondensationshohlraum eine Molekularsiebmembran 107 angeordnet ist, die zwischen der Gaseinlassöffnung und der Gasauslassöffnung angeordnet ist, und wobei die Molekularsiebmembran 107 dazu verwendet wird, das gemischte Gas abzuscheiden; und wobei ein Ende des ersten Verbindungsrohrs 103 mit dem Auslass und das andere Ende mit der Gaseinlassöffnung verbunden ist; und wobei ein Ende des zweiten Verbindungsrohrs 104 mit der Flüssigkeitsauslassöffnung und das andere Ende mit dem Einlass verbunden ist; und wobei ein Ende des dritten Verbindungsrohrs 105 mit der Gasauslassöffnung und das andere Ende mit dem Einlass verbunden ist; und wobei die Luftblasvorrichtung 106 mit dem ersten Verbindungsrohr 103 verbunden ist, um das gemischte Gas in den Kondensationshohlraum einzuführen.
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Das Kühlmittel und das Dekompressionsgas werden ins Kühlgerät eingegossen und der Kühlkreislauf wird durch die Kreislaufumwandlung des gasförmigen und flüssigen Kühlmittels realisiert.
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Insbesondere werden das flüssige Kühlmittel und das Dekompressionsgas im Verdampfer 101 gemischt. An der Position, an der sich das flüssige Kühlmittel und das Dekompressionsgas damit beginnen, miteinander zu vermischen, stellt der Verdampfer 101 einen Raum zum Verdampfen bereit, und die Mischposition weist kein gasförmiges Kühlmittel auf, nämlich ist der Partialdruck des gasförmigen Kühlmittels null, so dass das flüssige Kühlmittel unvermeidlich verdampft, um ein gasförmiges Kühlmittel zu bilden. In diesem Vorgang absorbiert der Verdampfer 101 Wärme in der Luft, um eine Kühlung zu realisieren.
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Das gasförmige Kühlmittel und das Dekompressionsgas werden im Verdampfer 101 gemischt, um ein gemischtes Gas zu bilden. Das gemischte Gas strömt entlang dem System und tritt in den Kondensator 102 ein, und die Luftblasvorrichtung 106 wird dazu verwendet, das gemischte Gas in den Kondensationshohlraum des Kondensators 102 einzuführen. In dem Kondensationshohlraum ist eine Molekularsiebmembran 107 angeordnet. Die Definition der Molekularsiebmembran ist eine neue Art von Membranmaterial, welches das Molekularsieb erreichen kann. Die Molekularsiebmembran hat eine einheitliche Porengröße, die der Molekulargröße entspricht, eine Ionenaustauschleistung, eine thermische Stabilität gegen die hohe Temperatur, eine ausgezeichnete formselektive katalytische Leistung, und die Molekularsiebmembran ist einfach zu modifizieren und weist eine Vielzahl von verschiedenen Typen und unterschiedlichen Strukturen zur Auswahl auf. Die Molekularsiebmembran 107 ist so konfiguriert, dass sie den Durchgang des Dekompressionsgases ermöglicht und somit den Durchgang von Kühlmittel verhindert, um den Effekt der Abscheidung des gemischten Gases zu erzielen.
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Z.B. wird Ammoniak als Kühlmittel ausgewählt, Wasserstoff oder Helium wird als Dekompressionsgas ausgewählt, und der Moleküldurchmesser von Wasserstoff beträgt 0,289 Nanometer, was 2,89 A entspricht. Der Moleküldurchmesser von Helium beträgt 0,26 Nanometer, was 2,6 A entspricht. Der Moleküldurchmesser von Ammoniak beträgt 0,444 Nanometer, was 4,44 A entspricht. Daher kann eine 3A- oder 4A- Molekularsiebmembran 107 ausgewählt werden, um Wasserstoff und Ammoniak oder Helium und Ammoniak wirksam abzuscheiden.
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Das Wesen der Verflüssigung von gasförmigem Kühlmittel besteht darin, dass, das gasförmigen Kühlmittel, nachdem seine relative Feuchtigkeit 100 % erreichte, sich unweigerlich verflüssigt. Daher verbleibt, nachdem das gemischte Gas abgeschieden war, nur gasförmiges Kühlmittel in der Mitte des Kondensationshohlraums, oder es gibt gleichzeitig sowohl gasförmiges Kühlmittel als auch flüssiges Kühlmittel. Wenn die Luftblasvorrichtung 106 kontinuierlich das gemischte Gas in den Kondensationshohlraum des Kondensators 102 einführt, kondensiert das gasförmige Kühlmittel, nachdem seine relative Feuchtigkeit 100% erreichte, zu einem flüssigen Kühlmittel.
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Aus mikroskopischer Sicht ist die Verdampfung der Vorgang, bei dem die Flüssigkeitsmoleküle die Flüssigkeitsoberfläche verlassen. Da sich die Moleküle in der Flüssigkeit ständig zufällig bewegen, ist die Größe ihrer durchschnittlichen kinetischen Energie auf die Temperatur der Flüssigkeit selbst abgestimmt. Aufgrund der zufälligen Bewegung und Kollision von Molekülen gibt es zu jedem Zeitpunkt immer einige Moleküle mit einer kinetischen Energie, die größer als die durchschnittliche kinetische Energie ist. Wenn diese Moleküle mit ausreichend großer kinetischer Energie sich in der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche befinden und ihre kinetische Energie größer ist als die Arbeit, die erforderlich ist, um zum Herausfliegen die Gravitationskraft zwischen Molekülen in der Flüssigkeit zu überwinden, können diese Moleküle die Flüssigkeitsoberfläche verlassen und herausfliegen und zu dem Dampf dieser Flüssigkeit werden, was ein Verdampfungsphänomen ist. Nachdem die herausfliegenden Moleküle mit anderen Molekülen kollidiert sind, können sie an die Flüssigkeitsoberfläche zurückkehren oder in das Innere der Flüssigkeit eindringen. Wenn mehr Moleküle herausfliegen als zurückfliegen, verdampft die Flüssigkeit. Je mehr Moleküle sich in dem Raum befinden, desto mehr Moleküle fliegen zurück. Wenn die herausfliegenden Moleküle gleich denen sind, die zurückfliegen, befindet sich die Flüssigkeit in einem gesättigten Zustand, und der Druck zu diesem Zeitpunkt wird als Sättigungsdruck Pt der Flüssigkeit bei dieser Temperatur bezeichnet. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Anzahl der gasförmigen Moleküle der Substanz im Raum künstlich erhöht wird, werden die zurückfliegenden Moleküle mehr als die herausfliegenden Moleküle, und es kommt zu einer Kondensation.
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Das flüssige Kühlmittel und das Dekompressionsgas werden durch den Verdampfer 101 gemischt, so dass der Oberflächendruck des flüssigen Kühlmittels sich verringert, auf die Weise erzeugt das flüssige Kühlmittel den Dampf und befindet sich in einem neuen dynamischen Gleichgewichtsprozess, um die Verdampfung des Kühlmittels zu realisieren. Dann wird die Molekularsiebmembran 107 verwendet, um das Kühlmittel und das Dekompressionsgas abzuscheiden, wenn das Kühlmittel eine bestimmte Konzentration erreicht, kondensiert es zu einem flüssigen Kühlmittel, das dann zur Kühlung erneut in den Verdampfer 101 eintritt. Das Kühlgerät für den Kühlschrank ändert den traditionellen Kühlkreislaufmodus, und der für den Kondensationsprozess erforderliche Energieverbrauch ist geringer, wodurch die Produktionskosten des Kühlgeräts reduziert werden, auf die Weise werden größere wirtschaftliche Vorteile erzielt.
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Wie in 2 dargestellt, ragt in einigen Ausführungsbeispielen der Anschluss des dritten Verbindungsrohrs 105 ins zweite Verbindungsrohr 104 hinein und steht von der Innenwand des zweiten Verbindungsrohrs 104 hervor. Das flüssige Ammoniak tritt von der linken Seite ein und der Wasserstoff tritt von unten ein. Der mit dem dritten Verbindungsrohr 105 versehene Anschluss steht von der Innenwand des zweiten Verbindungsrohrs 104 hervor, was die Möglichkeit verringern kann, dass das flüssige Ammoniak vom dritten Verbindungsrohr 105 zurück in den Kondensator 102 gegossen wird.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Verbindungsrohr 104 einen Flüssigkeitsspeicherabschnitt 108, der mehrere U-förmige Rohre umfasst. Mit der Anordnung der U-förmigen Rohre kann mehr Kühlmittel gespeichert werden, um den verlegten Raum des zweiten Verbindungsrohrs 104 zu verringern.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst das Kühlgerät weiterhin ein Wärmeableitungsgerät 109, das zur Wärmeableitung des Kondensators 102 verwendet wird. Mit der Anordnung des Wärmeableitungsgeräts 109 kann die Wärmeableitungseffizienz des Kondensators 102 wirksam erhöht werden, um die Kondensationseffizienz zu erhöhen.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst das Wärmeableitungsgerät 109 eine Kühlleitung, die an der Außenseite des Kondensators 102 gewickelt ist. Die Kühlleitung kann die Wasserquelle bei Raumtemperatur verwenden, was für den Zugriff bequem ist. Es ist verständlich, dass das Wärmeableitungsgerät 109 auch eine luftgekühlte Vorrichtung anstelle einer Kühlleitung verwenden oder eine luftgekühlte Vorrichtung in Kombination mit einer Kühlleitung verwenden kann.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der Einlass der Kühlleitung höher als der Auslass der Kühlleitung, was die Strömung von Wasser erleichtert, die Strömungsrate erhöht und den Wärmeaustausch beschleunigt.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung befindet sich die Gasauslassöffnung am Oberteil des Kondensators 102, die Flüssigkeitsauslassöffnung am Unterteil des Kondensators 102 und die Gaseinlassöffnung im Mittenabschnitt des Kondensators 102. Die Masse des Dekompressionsgases ist kleiner als die des Kühlmittels, das Dekompressionsgases strömt nach oben, und die Gasauslassöffnung befindet sich am Oberteil des Kondensators 102, damit das Dekompressionsgas ausströmen kann. Die Flüssigkeitsauslassöffnung befindet sich am Unterteil des Kondensators 102, um das Ausströmen des verflüssigten Kühlmittels zu erleichtern.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst der Kondensator 102 ein kegelförmiges Führungsteil, wobei sich die Gasauslassöffnung am kleineren Ende des kegelförmigen Führungsteils befindet. Mit der Anordnung des kegelförmigen Führungsteils wird das Dekompressionsgas dazu geführt, aus der Gasauslassöffnung auszuströmen, um den Durchflussverlust zu verringern.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung umfasst die Luftblasvorrichtung 106 einen Ventilator. Der Ventilator braucht kein großes Kompressionsverhältnis wie der Kompressor eines herkömmlichen Kühlgeräts, sondern nur das gemischte Gas soll in den Kondensator 102 eingeführt werden, und die Kondensation wird durch die Konzentrationsänderung des Kühlmittels selbst realisiert. Natürlich kann die Luftblasvorrichtung 106 auch ein Kompressor sein, und die Leistung kann kleiner als die eines herkömmlichen Kompressors sein.
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Wie in 3 dargestellt, ist es verständlich, dass der Kühlschrank einen Kastenkörper umfasst, der mit einer Gefrierkammer 301 und einer Kühlkammer 302 versehen ist, wobei sich der Verdampfer 101 an einer der Kühlkammer 302 und der Gefrierkammer 301 entsprechenden Position des Kastenkörpers befindet, um die Kühlung zu erleichtern und den Kälteverlust zu verringern, dabei ist es verständlich, dass das Kühlverfahren des Verdampfers 101 sowohl direktes Kühlen als auch Luftkühlen sein kann.
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Der Kondensator 102 befindet sich am Unterteil des Kastenkörpers, um die Verbindung mit dem Kühlwasser zu erleichtern.
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Die Luftblasvorrichtung 106 befindet sich unterhalb der Kühlkammer 302 und der Gefrierkammer 301, um den Raum am Unterteil des Kastenkörpers zu nutzen und gleichzeitig das Vibrationsgeräusch zu verringern.
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Der Kühlschrank ist eine Art Kühlgerät, das eine konstant niedrige Temperatur hält, und es ist auch eine Art ziviles Produkt, das Lebensmittel oder andere Gegenstände in einem konstant niedrigen Temperaturzustand hält. Obwohl das grundlegende Arbeitsprinzip der vorliegenden Erfindung oben vorgestellt wurde, ist noch kreative Arbeit erforderlich, um eine für den Kühlschrank geeignete Lösung auszuwählen. Andernfalls kann die Kühltemperatur zu hoch oder zu niedrig sein, was die Anforderungen des Kühlschranks nicht erfüllen kann.
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Nach einer kontinuierlichen Aussortierung und Überprüfung schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass in einigen Ausführungsbeispielen das Kühlmittel zumindest eines von R290 (Propan), R32 (Difluormethan), R404A (Pentafluorethan/Trifluorethan/Tetrafluorethan-Mischung) und R410A (bestehend aus zwei quasi-azeotropen Mischungen R32 und R125 zu jeweils 50%) umfasst, wobei das Dekompressionsgas zumindest eines von Wasserstoff und Helium umfasst.
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Bezogen auf die folgende Tabelle wird die Beziehung zwischen dem Systemdruck, der für verschiedene Kühlmittel erforderlich ist, und der Kühltemperatur am kalten Ende angezeigt.
| Kühlmittel | Entsprechender Sättigungsdruck bei 40°C | Systemdruck | Kühltemperatur am kalten Ende |
| R290 | 14Bar | 28Bar | -25°C bis 5°C |
| R32 | 25Bar | 50Bar | -23°C bis 5°C |
| R404A | 18Bar | 36Bar | -20°C bis 5°C |
| R410A | 20Bar | 40Bar | -24°C bis 5°C |
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Mit R290 als Kühlmittel und Wasserstoff als Dekompressionsgas wird der Arbeitsvorgang eines Kühlgeräts für den Kühlschrank in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
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Das gemischte Gas aus R290-Gas und Wasserstoff wird unter Wirkung der Luftblasvorrichtung 106 von der Gaseinlassöffnung des Kondensators 102 in den Kondensationshohlraum eingeführt. Der Wasserstoff geht durch die Molekularsiebmembran 107 und strömt aus der Gasauslassöffnung aus. Das R290-Gas wird durch die Molekularsiebmembran 107 gesperrt und in dem Kondensationshohlraum angesammelt, und die Konzentration von R290-Gas erhöht sich ständig. Nach dem h-s- Diagramm (Druck-Enthalpie-Diagramm) von R290-Gas beträgt der Sättigungsdruckstärke Pt von R290 bei 40°C 14 bar, so dass der Standby-Druck des Kühlgeräts 2 Pt beträgt, was 28 bar entspricht, deshalb erhöht sich die Konzentration von R290-Gas im Kondensator 102 ständig, wenn die Konzentration 50% erreicht, nämlich sein Partialdruck 1 Pt erreicht, beginnt das R290-Gas zu kondensieren, um flüssiges R290 zu bilden. Flüssiges R290 strömt aus der Flüssigkeitsauslassöffnung aus. Flüssiges R290 tritt entlang dem zweiten Verbindungsrohr 104 in den Verdampfer 101 ein, der Wasserstoff tritt entlang dem dritten Verbindungsrohr 105 in den Verdampfer 101 ein, und flüssiges R290 und der Wasserstoff werden in dem Verdampfer 101 gemischt. Da der Wasserstoff im Verdampfer 101 leicht ist, füllt er den Verdampfer 101. Daher ist der Partialdruck des gasförmigen R290 nahe 0 und die Moleküle des flüssigen R290 treten in den Wasserstoff ein, um das R290-Gas zu bilden, d.h. verdampft das flüssige R290. Nachdem das R290-Gas und der Wasserstoff gemischt wurden, tritt das gemischte Gas entlang dem ersten Verbindungsrohr 103 in den Kondensator 102 ein, um eine Zirkulation zu realisieren. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Kühltemperatur am kalten Ende -25° C bis 5° C.
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Es sollte darauf hingewiesen werden: je höher die Temperatur, die dem Sättigungsdruck des ausgewählten Kühlmittels entspricht, ist, desto größer der erforderliche Systemdruck ist, je niedriger die Temperatur ist, desto höher sind die Anforderungen an die Wärmeableitung des Kondensators 102, was die Herstellungskosten erhöht. Die vorliegende Erfindung verifiziert durch viele Experimente, dass bei einer ausgewählten Temperatur von 40° C der Systemdruck und die Wärmeableitungsanforderungen ein Gleichgewicht erreichen können, um die Kosten wirksam zu reduzieren.
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Darüber hinaus sollte der Systemdruck des Kühlgeräts nur so eingestellt, dass er höher als der Sättigungsdruck bei einer Temperatur des Kühlmittels von 40 °C ist; wenn der Systemdruck des Kühlgeräts so eingestellt ist, dass er das Doppelte des Sättigungsdrucks bei einer Temperatur des Kühlmittels von 40 °C ist, kann die Effizienz des Kühlkreislaufs weiter verbessert werden, um die für die Kühlung erforderliche Zeit zu reduzieren, während die Schwierigkeit und die Kosten der Herstellung nicht übermäßig erhöht werden.
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Im Zusammenhang mit Figuren werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Folgenden näher erläutert, darauf ist die vorliegende Erfindung allerdings nicht beschränkt, und im Umfang der Erkenntnisse des Durchschnittsfachmanns auf diesem technischen Gebiet können verschiedene Änderungen ohne Abweichung von dem Grundsatz der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
